Cellula procariotica

CELLULA PROARIOTICA
I procarioti sono i più semplici organismi unicellulari. Il nostro mondo è pervaso da microrganismi. I batteri
presentano 3 tipi di forme. Quelli sferici vengono chiamati cocchi, quelli allungati sono bacilli e quelli
organizzati a spirale sono chiamati spirilli. I batteri spesso si rovano associati tra di loro, formando strutture
specifiche. Quando i cocchi si associano a formare strutture lineari vengono chiamati streptococchi, quando
formano dei nuclei si chiamano sarcina, l’unione tra le due strutture prende il nome di stafilococco. Nel
caso dei bacilli, si organizzano in maniera lineare prendono il nome di streptobacilli.
La parte più esterna di un batterio è costituita dalla capsula. Non è presente in tutti i batteri e permette a
chi la possiede di diventare virulento e di difendersi da repentini delle condizioni ambientali. È fatta da una
struttura più o meno complessa di aminoacidi o zuccheri. Permette di aderire alle superfici.
Andando oltre la capsula troviamo la parete cellulare. La parete è presente in tutti i batteri tranne in un
tipo, i micoplasmi. È importante perché determina la forma della cellula batterica e impedisce alla cellula di
andare in lisi osmotica. L’osmosi è un passaggio di acqua che dipende dalla concentrazione di soluto nei due
compartimenti in modo da raggiungere l’equilibrio osmotico. Per un motivo o per un altro, la
concentrazione di soluti all’interno di una cellula è sempre differente da quella dell’ambiente esterno. Nel
caso dei procarioti, grazie alla presenza della parete, non avviene scambio di acqua, di conseguenza la
cellula non può gonfiarsi fino ad esplodere.
La parete dei batteri è fatta da peptidoglicani. In base alla composizione del peptidoglicano e di altri
elementi che compongono la parete i batteri reagiranno in maniera differente al colorante di gram. Se
entrati a contatto con questo si coloreranno verranno chiamati batteri gram-positivi, in caso contrario
saranno batteri gran-negativi.
I batteri gram-positivi hanno una parete cellulare molto spessa costituita da peptidoglicani. In questi batteri
il colorante passa attraverso la parete e rimane intrappolato dentro la cellula che quindi assumerà questo
colore violetto. Invece, i gram negativi hanno una struttura molto differente. La parete è molto sottile ed è
sormontata da un’altra membrana. In questo tipo di batteri il colorante di gram entra ma poi riesce, non
riuscendo a rimanere intrappolato e a colorare la cellula.
Dopo la parete troviamo la membrana plasmatica. È una struttura permeabile in maniera selettiva. Infatti, è
adibita al trasporto di nutrienti e all’eliminazione di sostanze di rifiuto. Inoltre, sul lato interno avvengono
tutti i processi metabolici della cellula, oltre al fatto he sempre sulla membrana vengono captate tutte le
molecole utili alla cellula.
All’interno della membrana troviamo il citoplasma, una struttura gelatinosa costituita per ¾ da acqua. Nel
citoplasma batterico non troviamo nucleo, ma del DNA concentrato in una regione chiamata nucleoide.
Troviamo anche ribosomi e plasmidi e, in alcuni casi, anche vescicole e sostanze di riserva.
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I ribosomi non sono organuli ma sono complessi macromolecolari ribonucleoproteici (costituiti da RNA e
proteine). Sono suddivisi in due subunità, una maggiore e una minore, che si assembleranno quando
avverrà la sintesi proteica.
Il DNA procariotico è costituito da un singolo cromosoma circolare, non si trova nel nucleo ma in una zona
chiamata nucleoide. Oltre a questo, troviamo anche dei plasmidi, piccole molecole di DNA circolari
importanti perché contengono geni che possono, per esempio, determinare la resistenza agli antibiotici. In
più, possono essere scambiati tra cellule competenti attraverso un meccanismo di trasferimento
orizzontale dei geni chiamato coniugazione.
I batteri presentano dei flagelli, strutture ancorate alla parete che permettono alla cellula di muoversi. Sono
presenti anche nelle cellule eucariotiche ma con delle differenze. Il flagello viene agganciato penetrando sia
la parete che la membrana. I flagelli sono costituiti da una proteina chiamata flagellina. Servono per il
movimento orientato, cioè lo spostamento della cellula verso una fonte particolare. Questo tipo di
movimento prende un nome diverso a seconda della direzione verso cui il procariote si muove:
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Chemiotassi: verso un nutriente
Aerotassi: verso una concentrazione favorevole di ossigeno
Fototassi: verso la luce
Come strutture accessorie esterne, oltre ai flagelli, troviamo anche fimbrie e pili. Questi permettono di
aderire alle superfici e sono responsabili della coniugazione.
I batteri possono essere classificati in base al loro metabolismo, ossia in base a come queste cellule
ottengono energia e carbonio:
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Fotoautotrofi: luce come fonte di energia, anidride carbonica come fonte di carbonio
Fotoeterotrofi: luce come fonte di energia, composti organici come fonte di carbonio
Chemioautotrofi: sostanze inorganiche come fonte di energia, anidride carbonica come fonte di
carbonio
Chemioeterotrofi: composti organici come fonte di energia e come fonte di carbonio
Chemiosintetici: composti inorganici per soddisfare il loro fabbisogno energetico e sintetizzare i
propri costituenti cellulari. La differenza dalla fotosintesi è che la chemiosintesi può avvenire anche
in assenza di luce
Eterotrofi: possono solamente metabolizzare composti già sintetizzati da altri organismi
o Saprofiti: ottengono cibo da materia vegetale e animale in via di decomposizione
o Utilizzano il metabolismo di altri animali per procurarsi cibo senza arrecare sempre danni
evidenti
La riproduzione procariotica può avvenire in tre diversi modi:
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Scissione binaria: dopo aver duplicato il DNA, la cellula si separa producendo due cellule uguali. Il
processo è molto simile ad una mitosi, ma senza i processi preparatori tipici degli eucarioti
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Gemmazione: una cellula madre produce delle gemmule, delle cellule figlie più piccole. Il corredo
genetico è uguale a quello della madre ma è presente minor quantità di citoplasma
Ricombinazione genetica: trasferimento orizzontale, scambio di materiale genetico tra due cellule
diverse
ARCHEOBATTERI
Gli archeobatteri sono un dominio a parte, anche se morfologicamente sembrano batteri, in realtà sono
molto più simili agli eucarioti.
Il nome archea, deriva dal fatto che sono stati scoperti per la prima volta in condizioni ambientali estreme e
si è immaginato che fossero le forme di vita più antiche che abitavano la terra, quando ancora era in uno
stato primordiale, quindi ad altissime temperature, condizioni carenti di ossigeno, alte concentrazioni
saline, alti valori di pH ecc.…. In realtà non è così, queste sono forme di adattamento più recenti rispetto
alle condizioni primordiali, però il nome archea è comunque rimasto.
Gli archeobatteri sono tutti unicellulari, privi di nucleo, e sono degli estremofili, quindi vivono in condizioni
estreme.
Si classificano in:
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Termofili estremi: sono obbligati a vivere a temperature superiori a 55°C o a pH molto bassi
Metanogeni: producono metano per riduzione di CO2
Alofili: vivono in ambienti estremamente salati
Quello che contraddistingue gli archeobatteri da tutti gli altri viventi è la composizione della loro
membrana, che è unica. Infatti, mentre nei procarioti ed eucarioti, con le opportune differenze, la struttura
della membrana è sostanzialmente la stessa, ossia quella del doppio strato fosfolipidico, negli archea vi è
una sostanziale differenza. Innanzitutto, anziché esserci un legame estere vi è un legame etere, poi come
catene laterali sono presenti degli isoprenoidi anziché degli acidi grassi. Ma la differenza principale sta nel
fatto che la membrana degli archea non ha un doppio strato, bensì è costituita da un monolayer che imita
un bilayer, quindi è formato da un solo fosfolipide con due teste polari. Questo è il motivo per cui gli
archeobatteri riescono a resistere a condizioni ambientali estreme.
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